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中国剩余定理及其证明
2019-04-13 17:06
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模拟电子
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1023
中国剩余定理(CRT)
的表述如下
设正整数
两两互素,则同余方程组
有整数解。并且在模
下的解是唯一的,解为
其中
,而
为
模
的逆元。
具体证明如下:
找出所有整数x,使其被3,5和7除时,余数分别为2,3和2
x≡2(mod 3)
x≡3(mod 5)
=>
x =
△ + 3*5*7*t
(
△
为期中的一个解,t为整数)
x≡2(mod 7)
在同余中最重要的观念就是求出第一个解,那么
x =
△ + 3*5*7*t
就是通解。那怎么求一个解呢?
利用同余的加性:
把x拆成a+b+c,即x = a + b + c
令
a
≡2
(mod 3)
a
≡0
(mod 5)
=>
a=35p
(可以看到p取1的时候满足
a
≡2(mod3),即a=35)
a
≡0
(mod 7)
接下来要求b:
b
≡0
(mod 3)
b
≡3
(mod 5)
=>
b
=21q
(可以看到q取3的时候满足
b
≡3(mod5)
,即b=63)
b
≡0
(mod 7)
求c
c
≡0
(mod 3)
c
≡0
(mod 5)
=>
c
=15m
(可以看到m取2的时候满足
c
≡2(mod7)
,即c=30)
c
≡2
(mod 7)
得
x≡2(mod 3)
≡ a + b + c
x≡3(mod 5)
≡ a + b + c
x≡2(mod 7)
≡ a + b + c
a b c 都求出来之后,可以利用同余的加性
x = a + b + c = 128是一个解,x = 128 + 105t
在
适当调整t之后就可以求出x在任何范围内的解,比如说求最小正整数解,这时候t取-1,得x=23
利用同余的乘性:
之前令x = a + b + c,用同余的乘性之后x = 2*a' + 3*b' + 2*c'
a'
≡1(mod 3)
a'
≡0(mod 5)
=>
a'=35p
(可以看到p取2的时候满足
a'
≡1(mod3)
,即a'=70)
a'
≡0(mod 7)
接下来要求b':
b'
≡0
(mod 3)
b'
≡1(mod 5)
=>b
'
=21q(可以看到q取
1
的时候满足
b'
≡1(mod5)
,即b
'
=
21
)
b'
≡0(mod 7)
现在来看c'
c'
≡0
(mod 3)
c'
≡0(mod 5)
=>
c'
=15m(可以看到m取1的时候满足
c'
≡1(mod7)
,即c'=15)
c'
≡1(mod 7)
有了a' b' c'之后就可以得到
x = 2*a' + 3*b' + 2*c'
代入
a' b' c'之后就可以得到x的一个解及其通解
x = 2*70 + 3*21 +2*15
x = 233 + 105t
在知道同余的加性和乘性之后再看下面这个公式就没有什么问题了
最后分享YouTube上关于同余加性和乘性的讲解链接
加性:
https://www.youtube.com/watch?v=bFisuyRQEGk
乘性:
https://www.youtube.com/watch?v=N68Yo9oyrM8
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